立磨機加壓系統(tǒng)設計【9張CAD圖紙+畢業(yè)論文】

立磨機加壓系統(tǒng)設計

44頁 16000字數(shù)+論文說明書+9張CAD圖紙【詳情如下】

加壓裝置.dwg

活塞.dwg

活塞桿.dwg

液壓原理圖.dwg

液壓缸.dwg

磨盤.dwg

立磨機加壓系統(tǒng)裝配圖.dwg

立磨機加壓系統(tǒng)設計說明書.doc

缸體.dwg

缸蓋-連接桿.dwg

摘 要

輥磨機（又稱立磨）是一種用途很廣的粉磨兼烘干設備，立式輥磨是目前世界上比較先進而且成型的技術，它不但具有能耗低、產量高、維修工作量小等優(yōu)點，而且運轉周期長，適合與大型窯外分解窯配套。在用立磨粉磨物料時，磨輥和磨盤的磨損比較大、國外一些立磨生產廠在磨輥和磨盤等易碎件上使用了更耐磨的材料。因此，其生產的立磨成功地用于水泥和礦渣粉磨中。本文總結了這些立磨的易損件材料選擇的一些成功經驗，并將其性能及其磨損情況進行對比分析。

     現(xiàn)代的立磨隨著液壓技術的發(fā)展普遍采用液力加壓系統(tǒng)向磨輥加力，壓力加載是通過油缸實現(xiàn)的，調控液壓系統(tǒng)的壓力可改變油缸對磨輥壓力的情況，可隨意調控磨輥對物料粉磨力的大小。液壓系統(tǒng)內的儲能器對磨輥設施具有保壓和過載緩沖的作用，可吸收一部分過載壓力。

    關鍵詞：立磨；磨損；液壓；儲能器    

目 錄

第一章 前言 2

第二章 總體方案 4

2.1.設計方案 4

第三章 加壓裝置結構設計 6

3.1 磨輥寬度的確定 6

3.2 磨盤轉速的確定 6

3.3磨輥的壓力的確定 7

3.4所需功率的確定 8

3.5液壓缸的確定 8

第四章 液壓原理圖的確定 10

4.1．實現(xiàn)功能 10

4.2 擬定液壓原理圖 11

第五章 液壓元件的選型與計算 12

5.1 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計算 12

5.1.1 選系統(tǒng)工作壓力 12

5.1.2 液壓缸主要參數(shù)的確定 12

5.1.3 液壓缸強度校核 13

5.1.4 液壓缸穩(wěn)定性校核 15

5.1.5 計算液壓缸實際所需流量 17

5.2  液壓閥的選擇 18

5.2.1 液壓閥的作用 18

5.2.2 液壓閥的基本要求 18

5.2.3 液壓閥的選擇 18

5.3  液壓泵站 19

5.3.1 液壓泵站概述及液壓泵站油箱容量系列標準 19

5.3.2 各系列液壓泵站的簡述 20

5.4  液壓泵 21

5.4.1 液壓泵的選擇 21

5.4.2 液壓泵裝置 22

5.5 電動機功率的確定 23

5.6  液壓管件的確定 24

5.6.1 油管內徑確定 24

5.6.2 管接頭 24

5.7 濾油器的選擇 25

5.7.1 濾油器的作用及過濾精度 25

5.7.2 選用和安裝 25

5.8  油箱及其輔件的確定 26

5.8.1 油箱 26

5.8.2 空氣濾清器 28

5.8.3 油標 28

第六章  液壓缸的設計計算 29

6.1 液壓缸的基本參數(shù)的確定 29

6.2 液壓缸主要零件的結構、材料及技術要求 30

6.2.1 缸體 30

6.3  缸蓋 32

6.3.1 缸蓋的材料 32

6.4  活塞 33

6.4.1 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式 33

6.4.2 活塞與缸體的密封 33

6.4.3 活塞的材料 34

6.4.4 活塞的技術要求 34

6.5  活塞桿 34

6.5.1 端部結構 34

6.5.2 端部尺寸 35

6.5.3 活塞桿結構 36

6.5.4 活塞桿材料 36

6.5.5 活塞桿的技術要求 36

6.6  活塞桿的導向、密封和防塵 37

6.6.1 導向套 37

6.6.2 桿的密封與防塵 37

6.7  液壓缸的緩沖裝置 37

結論 39

致 謝 40

參考文獻 41

第一章 前言

長期以來，球磨機作為一種傳統(tǒng)的粉磨設備，一直壟斷著水泥工業(yè)粉磨作業(yè)的全過程，所消耗的電能約占水泥生產總電耗的70%左右，因此，粉磨作業(yè)的節(jié)能一直是水泥工作者高度重視的問題之一。

球磨機的粉磨機理論基于沖擊和研磨作用，其特點：

（1） 必須把幾十噸，甚至上百噸的研磨體和物料同時帶到一定的高度、；

（2） 研磨體作用在物料上的力變化較大，非人為所能控制；

（3） 研磨體之間以及研磨體與襯板之間存在著無用撞擊，大量的能量被白白消耗；

（4） 存在過磨現(xiàn)象；

（5） 噪音大，一般為100～120dB；

（6） 研磨體消耗大。

由于球磨機粉磨機理存在上述缺陷，導致能量有效利用率極低，據資料報道，一般為1～3%。

以往水泥工業(yè)粉磨系統(tǒng)的節(jié)能改造工作都局限在球磨機本身及其系統(tǒng)的改造上，如改進磨機襯板、隔倉板、調整研磨體級陪、磨內通風、改開流系統(tǒng)為閉和系統(tǒng)、降低入磨物料粒度等等，都取得了一定的增產節(jié)能效果，但沒有從根本上解決球磨機理上存在的問題。

從國外二十年代末發(fā)明了立式磨技術以來，在水泥工業(yè)作為原料的烘干兼粉磨設備，節(jié)能效果十分明顯。立式磨采用料床原理粉磨物料，主要有以下特點：

（1）物料受擠壓，沖擊和剪切作用，能量利用率高、電耗低，比球磨機節(jié).電20～30%。

（2）烘干能力大。立式磨采用氣體輸送物料，在粉磨水份較大的物料時可控制入磨風溫，在對物料進行粉磨、選粉、輸送的過程中進行烘干；是產品達到要求的水份。在立式磨內可烘干粉磨水份高達10～15%的物料。

（3）入磨物料粒度大，可達輥磨直徑底5%，所以大中型立式磨可以省掉二級破碎。

（4）產平的化學成份及細度穩(wěn)定。物料在立式磨內停留時間僅2～3分鐘，而球磨機則要15～20分鐘。所以立式磨系統(tǒng)產品的化學成份可一很快測定、校正，成份波動小，有利于均化。此外，立式磨內的合格產品能及時分離出來，避免了過粉磨現(xiàn)象。產品細度可通過調節(jié)分離器轉子轉速迅速改變，細度穩(wěn)定，粒度均齊，有利于煅燒。

（5）工藝流程簡單、占地面積小、建筑面積小。立式磨集破碎、粉磨、烘干、選粉、輸送無道工序于一體，工藝簡單、布局緊湊。

（6）噪音低、揚塵少，操作環(huán)境整潔立式摸的噪音僅為80～85Db，系統(tǒng)在負壓下工作，無粉塵飛揚，操作環(huán)境清潔。。

（7）研磨體消耗少，壽命長、運轉率高。由于立式磨輥套與襯板之間不直接接觸，磨損小，研磨體壽命長、運轉率高。

同時，磨機的控制系統(tǒng)也一直是人們所關心的問題，隨著計算機在工業(yè)控制領域的應用迅速發(fā)展，我國水泥工業(yè)自動化程度正日益提高。計算機控制系統(tǒng)和各種新型儀表不斷的推廣使用，所以說設計出一個比較好的控制系統(tǒng)也是提高水泥的生產質量、效率的一個可靠的保證。本文以89C51為CPU，TLC2543A/D轉換器、X25045復位電路、獨立式中斷鍵盤、LCD夜晶顯示器、并擴展8255A芯片作為控制單元共同組成了一個完整的數(shù)據采集控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)不僅僅滿足于此立式磨的控制，還能對多路模擬量和開關量信號采集和控制，此外本文還介紹了控制系統(tǒng)的各個模塊的程序設計。

由于立式磨在粉磨機理上比球磨機有重大突破，而且它的控制系統(tǒng)也是處于領先地位，它可對多路模擬量和開關信號進行采集和控制，正因為有這么多的優(yōu)點，所以此系統(tǒng)水泥工業(yè)節(jié)能降低、推動粉磨技術的發(fā)展和重大的進步有著極為重要的作用。

結論

本文主要研究了ML4532立式磨的總體結構、加壓裝置以及液壓原理圖。經過此次的改進和完善，ML4532型立式磨具有效力高、電耗低、烘干能力大，產品細度易于調節(jié)、粒度均勻、化學成份容易控制、噪音低、磨損小、揚塵少、系統(tǒng)工藝流程簡單、占地面積小、投資省等優(yōu)點.同時ML4532型立式磨和以往的立式磨所不同的是：：

1. 將四個排渣口改為一個，便于用戶處理吐渣。

2. 將動臂和搖臂改為體整鑄造，減少機械加工難度。確保加工制造質量。

3. 提高傳動功率、充分發(fā)揮設備潛力。

   控制系統(tǒng)不僅滿足此立式磨的要求，同時也可對多路模擬量和開關量信號采集和控制。具有廣普的應用性。

當然,

致 謝

從三月底我們就進入畢業(yè)設計階段,首先的一段時間,我們熟悉了課題,并收集了一些必要的參考資料。四月二十日左右我們便正式開始了我們的畢業(yè)課題設計。經過兩個多月的艱苦工作，畢業(yè)設計即將順利完成。

     回顧整個過程，我覺得受益匪淺，在設計過程中，我深刻領悟到“溫故而知新”的道理，重新學到了很多的知識，更加系統(tǒng)的掌握了畫圖的技能和技巧。學會了有關的資料手冊，而且也深刻地體會到了設計人員在設計過程中必須考慮周全細致，謹慎小心，循序漸進的原則，耐心計算，及時查閱資料，隨時向老師請教。只有這樣才能設計得到一個圓滿的結果，同時在設計過程中滲進一些創(chuàng)新思想，隨時對設計的方案進行優(yōu)化，這樣在設計過程中遇到的困難是可想而知的?！皶接脮r方恨少”，在設計的過程中我們也深刻的感受到了自己掌握知識有限，我們必須在今后的學習和工作中不斷地學習知識，充實大腦，才能適應今后的工作生活。

在設計的過程中得到了XXX和XXX老師的悉心指導。以及系領導和其他老師的關心和幫助，在此致以深深的謝意！同時，設計小組其他成員在設計中團結合作、互相幫助，這也是設計得以順利完成的可靠的保證。在此，我也向他們致謝。

短暫的畢業(yè)設計即將結束了，大學生活也畫上了圓滿的句號。離別之時，既感傷又高興，感傷的即將和生活多年的同學、老師分別。值得高興的是，雖然畢業(yè)設計不夠完美，但畢竟是自己的心血完成的任務。并掌握鞏固了知識，我想這次設計必將給我留下深刻的記憶，對我今后的工作將產生深遠的影響。

參考文獻

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16. 《新世紀水泥導報》熊會思關于立磨選型計算。2005

摘 要 輥磨機（又稱立磨）是一種用途很廣的粉磨兼烘干設備， 立式輥磨是目前世界上比較先進而且成型的技術，它不但具有能耗低、產量高、維修工作量小等優(yōu)點，而且運轉周期長，適合與大型窯外分解窯配套。在用立磨粉磨物料時，磨輥和磨盤的磨損比較大、國外一些立磨生產廠在磨輥和磨盤等易碎件上使用了更耐磨的材料。因此，其生產的立磨成功地用于水泥和礦渣粉磨中。本文總結了這些立磨的易損件材料選擇的一些成功經驗，并將其性能及其磨損情況進行對比分析。 現(xiàn)代的立磨隨著液壓技術的發(fā)展普遍采用液力加壓系統(tǒng)向磨輥加力，壓力加載是 通過油缸實現(xiàn)的，調控液壓系統(tǒng)的壓力可改變油缸對磨輥壓力的情況，可隨意調控磨輥對物料粉磨力的大小。液壓系統(tǒng)內的儲能器對磨輥設施具有保壓和過載緩沖的作用，可吸收一部分過載壓力。 關鍵詞 ： 立磨 ； 磨損 ； 液壓 ； 儲能器 本科 畢業(yè)設計說明書 1 to is of is in it is to To of of to be to be to in In to of of of to is s to to at to In s to a of 本科畢業(yè)設計說明書 2 目 錄 第一章 前言 ....................................................... 4 第二章 總體方案 ................................................... 6 ...................................................... 6 第三章 加壓裝置結構設計 ........................................... 8 輥寬度的確定 ................................................ 8 盤轉速的確定 ................................................ 8 .............................................. 9 ............................................... 10 ................................................. 10 第四章 液壓原理圖的確定 .......................................... 12 現(xiàn)功能 .................................................... 12 定液壓原理圖 ............................................... 13 第五章 液壓元件的選型與計算 ...................................... 14 壓系統(tǒng)主要參數(shù)計算 ......................................... 14 系統(tǒng)工作壓力 ........................................... 14 壓缸主要參數(shù)的確定 ..................................... 14 壓缸強度校核 ........................................... 15 壓缸穩(wěn)定性校核 ......................................... 17 算液壓缸實際所需流量 ................................... 19 液壓閥的選擇 ................................................ 20 壓閥的作用 ............................................. 20 壓閥的基本要求 ......................................... 20 壓閥的選擇 ............................................. 20 液壓泵站 .................................................... 21 壓泵站概述及液壓泵站油箱容量系列標準 ................... 21 系列液壓泵站的簡述 ..................................... 22 液壓泵 ...................................................... 23 壓泵的選擇 ............................................. 23 壓泵裝置 ............................................... 24 動機功率的確定 ............................................. 25 液壓管件的確定 .............................................. 26 管內徑確定 ............................................. 26 接頭 ................................................... 26 本科 畢業(yè)設計說明書 3 油器的選擇 ................................................. 27 油器的作用及過濾精度 ................................... 27 用和安裝 ............................................... 27 油箱及其輔件的確定 .......................................... 28 箱 ..................................................... 28 氣濾清器 ............................................... 30 標 ..................................................... 30 第六章 液壓缸的設計計算 ......................................... 31 壓缸的基本參數(shù)的確定 ....................................... 31 壓缸主要零件的結構、材料及技術要求 ......................... 32 體 ..................................................... 32 缸蓋 ........................................................ 34 蓋的材料 ............................................... 34 活塞 ........................................................ 35 塞與活塞桿的聯(lián)接型式 ................................... 35 塞與缸體的密封 ......................................... 35 塞的材料 ............................................... 36 塞的技術要求 ........................................... 36 活塞桿 ...................................................... 36 部結構 ................................................. 36 部尺寸 ................................................. 37 塞桿結構 ............................................... 38 塞桿材料 ............................................... 38 塞桿的技術要求 ......................................... 38 活塞桿的導向、密封和防塵 .................................... 39 向套 ................................................... 39 的密封與防塵 ........................................... 39 液壓缸的緩沖裝置 ............................................ 39 結論 ............................................................. 41 致 謝 ............................................................ 42 參 考文獻 ......................................................... 43 本科畢業(yè)設計說明書 4 第一章 前言 長期以來，球磨機作為一種傳統(tǒng)的粉磨設備，一直壟斷著水泥工業(yè)粉磨作業(yè)的全過程，所消耗的電能約占水泥生產總電耗的 70%左右，因此，粉磨作業(yè)的節(jié)能一直是水泥工作者高度重視的問題之一。 球磨機的粉磨機理論基于沖擊和研磨作用，其特點： （ 1） 必須把幾十噸，甚至上百噸的研磨體和物料同時帶到一定的高度、； （ 2） 研磨體作用在物料上的力變化較大，非人為所能控制； （ 3） 研磨體之間以及研磨體與襯板之間存在著無用撞擊，大量的能量被白白消耗； （ 4） 存在過磨 現(xiàn)象； （ 5） 噪音大，一般為 100～ 120 （ 6） 研磨體消耗大。 由于球磨機粉磨機理存在上述缺陷，導致能量有效利用率極低，據資料報道，一般為 1～ 3%。 以往水泥工業(yè)粉磨系統(tǒng)的節(jié)能改造工作都局限在球磨機本身及其系統(tǒng)的改造上，如改進磨機襯板、隔倉板、調整研磨體級陪、磨內通風、改開流系統(tǒng)為閉和系統(tǒng)、降低入磨物料粒度等等，都取得了一定的增產節(jié)能效果，但沒有從根本上解決球磨機理上存在的問題。 從國外二十年代末發(fā)明了立式磨技術以來，在水泥工業(yè)作為原料的烘干兼粉磨設備，節(jié)能效果十分明顯。立式磨采用料床原理粉磨物料，主要有以下特 點： （ 1）物料受擠壓，沖擊和剪切作用，能量利用率高、電耗低，比球磨機節(jié) 0～ 30%。 （ 2）烘干能力大。立式磨采用氣體輸送物料，在粉磨水份較大的物料時可控制入磨風溫，在對物料進行粉磨、選粉、輸送的過程中進行烘干；是產品達到要求的水份。在立式磨內可烘干粉磨水份高達 10～ 15%的物料。 （ 3）入磨物料粒度大，可達輥磨直徑底 5%，所以大中型立式磨可以省掉二級破碎。 （ 4）產平的化學成份及細度穩(wěn)定。物料在立式磨內停留時間僅 2～ 3分鐘，而球磨機則要 15～ 20分鐘。所以立式磨系統(tǒng)產品的化學成份可一很快測定、校正， 成份波動小，有利于均化。此外，立式磨內的合格產品能及時分離出來，避免了過粉磨現(xiàn)象。產品細度可通過調節(jié)分離器轉子轉速迅速改變，細度穩(wěn)定，粒度均齊，有利于煅燒。 （ 5）工藝流程簡單、占地面積小、建筑面積小。立式磨集破碎、粉磨、烘干、本科 畢業(yè)設計說明書 5 選粉、輸送無道工序于一體，工藝簡單、布局緊湊。 （ 6）噪音低、揚塵少，操作環(huán)境整潔立式摸的噪音僅為 80～ 85統(tǒng)在負壓下工作，無粉塵飛揚，操作環(huán)境清潔。。 （ 7）研磨體消耗少，壽命長、運轉率高。由于立式磨輥套與襯板之間不直接接觸，磨損小，研磨體壽命長、運轉率高。 同時，磨機的控 制系統(tǒng)也一直是人們所關心的問題，隨著計算機在工業(yè)控制領域的應用迅速發(fā)展，我國水泥工業(yè)自動化程度正日益提高。計算機控制系統(tǒng)和各種新型儀表不斷的推廣使用，所以說設計出一個比較好的控制系統(tǒng)也是提高水泥的生產質量、效率的一個可靠的保證。本文以 89 轉換器、 立式中斷鍵盤、 晶顯示器、并擴展 8255A 芯片作為控制單元共同組成了一個完整的數(shù)據采集控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)不僅僅滿足于此立式磨的控制，還能對多路模擬量和開關量信號采集和控制，此外本文還介紹了控制系統(tǒng)的各個 模塊的程序設計。 由于立式磨在粉磨機理上比球磨機有重大突破，而且它的控制系統(tǒng)也是處于領先地位，它可對多路模擬量和開關信號進行采集和控制，正因為有這么多的優(yōu)點，所以此系統(tǒng)水泥工業(yè)節(jié)能降低、推動粉磨技術的發(fā)展和重大的進步有著極為重要的作用。 本科畢業(yè)設計說明書 6 第二章 總體方案 (1) 磨盤及磨輥是立式磨最重要的部件之一 ,合理的磨盤形狀配以相適應的磨輥 ,對提高粉磨效率、減少研磨體消耗有著極為重要的作用 選擇了一種具有兩個輥的輥式磨 ,磨盤為平面、磨輥為錐臺、磨輥軸與水 平面呈15夾角 . (2) 立式磨的傳動裝置安置在磨機的下部 ,它既要帶動磨盤轉動 ,還要承受磨盤、物料、磨輥的重量以及加壓裝置施加的碾磨壓力，是立式磨中最重要的部件之一。由于要承受很大的垂直壓力及沖擊載荷，所以傳動裝置采用圓錐 (3) 加壓方式的確定 除擺輥外，所有型號的立式磨均有兩種加壓方式，即彈簧加壓和液壓加壓。彈簧加壓有三個嚴重的缺點：第一，由于磨輥和襯板逐漸磨損，對物料的加壓逐漸減小，致使粉磨能力下降；第二，立式磨必須在滿負荷狀態(tài)下起動，要求電動機動力矩大，起動困難；第三，彈簧 的壓力不能自動調節(jié)，當磨內進入較大的物料或鐵塊等雜物時，磨機會嚴重過載，不利于呆板權運行。 隨著液壓技術的發(fā)展以及對立式磨性能要求的提高，目前除大中型立式磨采用液壓加壓以外，小型的立式磨也采用液壓加壓，這重加壓方式解決了彈簧加壓的問題，碾磨壓力穩(wěn)定，調節(jié)方便，并且可以在運行中進行調節(jié)，當立式磨內進入鐵塊等雜物時，磨輥可以跳起越過雜物，此時由于蓄能器的緩沖吸振作用使磨機不會過載，此外，用這種加壓方式還能很方便地抬起磨輥，使磨機能輕載或空載起動。因此，此重立式磨也采用液壓方式提供碾磨壓力。 科 畢業(yè)設計說明書 7 1、蓄能器 2、液壓缸 3、管接頭 4、限位螺栓 5、螺母 6、墊圈 7、銷軸 8、支撐軸 9、檢修油缸 10、支撐軸 11、 轉動軸 12、磨輥 圖 壓裝置 加壓時，油缸 2活塞前伸，磨輥通過轉動軸 11轉動壓緊。 油缸 10作用是在磨輥需要修理是調整磨輥的位置方便維修。 本科畢業(yè)設計說明書 8 第三章 加壓裝置結構設計 立式磨設備的工藝參數(shù)與設備的性能有著密切的聯(lián)系，但各工藝參數(shù)之間又存在一定系，由于各種立式磨的結構形式不一樣，各工藝參數(shù)之間的關系各不相同。迄今為止，國內外均沒有任何公司或制造廠商公開有 關的計算公式，所以在設計時，主要通過類比和統(tǒng)計資料確定各個工藝參數(shù)。 輥寬度的確定 在磨輥對物料施加的碾壓力以及磨輥直徑一定的情況下，磨輥越寬，單位面積上的壓力越小。不利于粉磨物料。磨輥越窄，對物料的壓強越大，碾壓過的物料細粉比例越大，但碾壓的物料總量少，而且磨損較大。所以選擇合適的磨輥寬度對提高粉磨效率、保證設備的使用壽命是非常重要的。根據統(tǒng)計資料 慮到所設計的立式磨磨輥的形狀與 時考慮磨盤轉速等因素的影響，并考慮到磨損的均勻 性，取該比值為 ： 盤轉速的確定 磨盤轉速是立式磨的一個主要參數(shù)，與其他結構參數(shù)的確定有著密切的聯(lián)系。如碾磨的壓力，磨機的產量，傳動功率，減速機的傳動比等。不同形式的立式磨轉速均不相同，但物料要求有一定的離心力并且相等，即 F==m（2D） × （ 260n?） 2 式中： F— 物料受到的離心力 m— 物料的質量 R— 碾磨軌跡半徑 D— 磨盤的直徑 N— 磨盤的轉速 從上可看出，在相同的離心力下，磨盤的轉速 n 與磨盤直徑 D 的負 次方成正比，但各種立式磨比例常數(shù)不一樣，根據 有關資料介紹 ,n= D ; :n= 據收集到的資料 ,立式磨磨盤轉速與磨盤直本科 畢業(yè)設計說明書 9 徑之間的關系大致為 : 所以此立式磨磨盤的轉速大致為 : n=mi n/ ?? ?? 輥的壓力的確定 研磨壓力的大小 ,直接影響磨機的產量和設備的性能 則不能壓碎物料、粉磨效率低、產量小、吐渣也大。壓力大、產量高主電機功率消耗也增大，輥套和襯板的磨損也增大。因此，研磨壓力是立式磨非常重要的參數(shù)之一，確定其大小時既要考慮 所要粉磨的物料性能，又要考慮單位產品電耗，磨耗等諸多因素。 由于輥磨的擠壓方式決定了其料床的被擠壓區(qū)內無論沿磨輥的周向還是沿磨輥的軸向的壓力分 布都是不均勻的，存在壓力分布梯度、（如下圖），且這種壓力分布梯度是隨磨輥的結構絕對尺寸及輥徑與輥寬的比值而變化。 假設每個磨輥的總的施加壓力 F，那么作用于料床的被擠壓區(qū)的單位面積內沿磨輥周向的平均壓力為： 2F÷ （ ? D ） 令：）（ ??并把本科畢業(yè)設計說明書 10 P 2， 假設作用于料床的 被擠壓區(qū)的單位面積內沿磨輥軸向的最大壓力 ，P ?從以上的幾個公式可得： ?s ax P ?，將 ? 值代入上式得： P ）（， 35~29m a x ?實驗結果表明：雖然輥磨的工作壓力越大，其消耗的功率就越多，產量也就越高，但是為了保證實際運轉中磨輥與磨盤中受擠呀壓的料床不失穩(wěn)，保證輥磨能穩(wěn)定可靠的運行，對于生料磨其研磨輥軸向的最大壓力 30名義壓力 以我們取 和磨輥的直徑，然后在根據磨盤直徑可得出：F= ???????輥徑和輥寬和角度都是已知的，然后在根據 ? 30需功率的確定 設計一臺輥磨時，不僅需要考慮到生產工藝上如喂料粒度等方面的要求，而且還需要考慮到具體的機械結構等因素，那么磨輥的名義直徑 輥的名義寬度 輥的個數(shù) 考慮到 ? 和 磨消耗的凈功率 其磨盤名義直徑 ： 52。K ?那么輥磨的裝機功率為： 52 。??壓缸的確定 根據強度計算：?? ??0? 然后再根據活 塞桿直徑和缸徑的比例關系如下圖所示： 本科 畢業(yè)設計說明書 11 ? 缸 徑 32 40 50 63 80 90 100 110 125 10 12 16 20 22 25 28 32 0 12 16 20 25 28 32 36 40 4 18 22 28 36 40 45 50 56 6 20 25 32 40 45 50 56 63 8 22 28 36 45 50 56 63 70 0 25 32 40 50 56 63 70 80 2 22 28 36 45 56 63 70 80 90 5 32 40 50 63 70 80 90 100 5 45 56 70 80 90 100 110 即可選出一個缸徑，考慮到經濟和其他方面的的問題，此次設計選了缸徑為 63。 缸的厚度為： h=y）（ 0][ ????? h=y 1010631 0006363 ?????）（本科畢業(yè)設計說明書 12 第四章 液壓 原理圖的確定 現(xiàn)功能 根據選定的設計方案，設計了具有液壓加壓、緩沖吸振以及安全保障功能的液壓系統(tǒng)。該系統(tǒng)有電動機、油泵、濾油器、溢流閥、電磁換向閥、液控單向閥、電接點壓力表、壓力變送器、油缸、蓄能器、球心截止閥等組成。在磨機啟動時，可利用液壓系統(tǒng)對油缸左腔沖油，使磨輥抬起，以便磨機輕載起動。磨機起動完畢后，開動油泵 電機給油缸腔充油，對物料施加粉磨壓力，一旦達到所要求的壓力，則油泵電機停止工作，液控單向閥對系統(tǒng)保壓，蓄能器起緩沖、吸振作用使油泵以及系統(tǒng)不會因過載而造成損壞。 需檢修、更換磨輥輥套時，可對油缸左腔沖油，使磨輥翻出機外達到所需要的檢修位置，然后關閉球芯截止閥，磨輥就會停留在該位置上，即可進行檢修、更換。檢修、更換完畢后。檢修、維護十分方便。 由于立式磨加壓系統(tǒng)對加壓速度、翻滾速度沒有要求，且工作時間短，所以就選擇了高壓、低流量齒輪油泵。根據磨輥的質量和其在翻滾過程中的幾何位置關系、以及行程，確定了其安裝位置 。液壓系統(tǒng)的一些元件均采用標準件，以利于保證質量、降低造價以及維護、保養(yǎng)。 本科 畢業(yè)設計說明書 13 定液壓原理圖 圖 壓原理圖 本科畢業(yè)設計說明書 14 第五章 液壓元件的選型與計算 壓系統(tǒng)主要參數(shù)計算 系統(tǒng)工作壓力 壓力的選擇要根據載荷大小和設備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經濟條件及元件供應情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行元件的結構尺寸，對某些設備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不經濟；反之，壓力選得太高，對泵、缸、閥等元件的材質、密封、制造精 度也要求很高，必然要提高設備成本。一般來說，對于固定的尺寸不太受限的設備，壓力可以選低一些，行走機械重載設備壓力要選得高一些。 該加壓裝置 一般情況下，載荷不會太高，參考資料 [2]表 步確定系統(tǒng)工作壓力為 4 壓缸主要參數(shù)的確定 1 液壓缸設計中應注意的的問題 液壓缸的設計和使用正確與否，直接影響到它的性能和易否發(fā)生故障。在這方面，經常碰到的是液壓缸安裝不當、活塞桿承受偏載、液壓缸或活塞下垂以及活塞桿的壓桿失穩(wěn)等問題。所以，在設計液壓缸時，必須注意如下幾點： 1）盡量使活塞桿 在受拉狀態(tài)下承受最大負載，或受壓狀態(tài)下具有良好的縱向穩(wěn)定性。 2）考慮液壓缸行程終了處的制動問題和液壓缸的排氣問題。缸內如無緩沖裝置和排氣裝置，系統(tǒng)中需有相應的措施。但是并非所有的液壓缸都要考慮這些問題。 3）正確確定液壓缸的安裝、固定方式。如承受彎曲的活塞桿不能用螺紋連接，要用止口連接。液壓缸不能在兩端用鍵或銷定們，只能在一端定位，為的是不致阻礙它在受熱時的膨脹。如沖擊載荷使活塞桿壓縮，定位件須設 置在活塞桿端，如為拉伸則設置在缸蓋端。 4) 液壓缸各部分的結構需根據推薦的結構形式和設計標準進行設計，盡可能做到 本科 畢業(yè)設計說明書 15 結構簡單、緊湊，加工、裝配和維修方便。 2 液壓缸主要參數(shù)的確定 鑒于液壓系統(tǒng)的最大工作壓力 1]表 5液壓缸m?=此時活塞所受推力 277789025 ?? N 由式 11 （ 5 61 10427778??? A =)A(D 14? （ 5 = d= D =考文獻 [2]表 得： D =100 mm d =70 此求得液壓缸兩腔的實際有效面積為： 5784 21 ? ? 4404 222 .) ??? ? 液壓缸強度校核 液壓缸的缸筒壁厚 δ 、活塞桿直徑 d 和缸蓋處固定螺栓直徑在高壓系統(tǒng)中必須進行強度校核。 取：液壓缸材料為 45#鋼，無縫鋼管 活塞桿材料 45#鋼 1 壁厚強度校核 根據參考文獻 [2]表 表 擇液壓缸外徑為 121液壓本科畢業(yè)設計說明書 16 缸壁厚 δ =于本系統(tǒng)： ?D＜ 10 為厚壁 按壁筒計算： ? ?? ? ???????? ???? 131 402 D ?? ???（ 5 式中 ， D 為缸筒內徑； 當缸的額定壓力 16 取 n ； ??? 為缸筒材料的許用應力， ? ? ? ， b? 為材料抗拉強度， n 為安全系數(shù)，一般取 n = 5 。 所以 : 4=6 ? ? （ 5 式中 600?b? N/n = 5 則 ? ? 66 101 2 05 106 0 0 ????? n b??N/ ? ? ? ?? ? 222131 402 ...D ???????? ???? ?? ??? 510.?? ??? 故缸體壁厚強度滿足。 2 液壓缸內活塞桿直徑校核 活塞桿的直徑 d 按下式 進行校核 ? ??? ?（ 5 式中， F 為活塞桿上的作用力 ； ??? 為活塞桿材料的許用應力 , ? ? ? 則 ： ? ? 1910600143 412777844 6 .. ?? ????? d 本科 畢業(yè)設計說明書 17 故活塞桿強度滿足 。 3 液壓缸蓋固定螺栓直徑計算 液壓缸蓋固定螺栓直徑按下式計算： ? ???? ?5?（ 5 式中， F 為液壓缸負載； K 為螺紋擰緊系數(shù)； K=取 K= ? ? 18 0236 02 ??? s?? ： ? ? 119101804143 27778312525 6 .. .F.d s ???? ???? ?? 0 液壓缸穩(wěn)定性校核 活塞桿受軸向壓縮負載時，它所承受的力 F 不能超過使它保持穩(wěn)定工作所允許的臨界負載 免發(fā)生縱向彎曲，破壞液壓缸的正常工作。 面形狀、直徑和長度以及液 壓缸的安裝方式等因素有關。活塞桿穩(wěn)定性的校核依下式進行： （ 5 式中， 般取 2 ~ 4，這里取 4。 當活塞桿的細長比 1 ??時 222l ???（ 5 當活塞桿的細長比 1 ??時，且 21 ??= 20 ~ 120 時，則 2221 ??????????（ 5 式中， l 為安裝長度，其值與安裝方式有關， 活塞桿橫截面最小回轉半徑， ； 1? 為柔性系數(shù) ； 2? 為由液壓缸支承方式決定的末端系數(shù)，其值本科畢業(yè)設計說明書 18 見表 5E 為活塞桿材料的彈性模量，對鋼取 E=1011N/J 為活塞桿橫截面慣性矩； A 為活塞桿橫截面積， f 為由材料強度決定的實驗值， ? 為系數(shù)，具體數(shù)值均見表 5 表 5液壓缸支承方式和末端系數(shù) ψ 2的值 支承方式 支承說明 末端系數(shù) ψ 2 1/4 1 2 4 表 5f、 a、 ψ 1的值 材料 f × 108 N/ ψ 1 鑄鐵 600180 鍛鐵 001 110 軟鋼 50190 硬鋼 00185 由此，根據實際設計的可得： ;901 ??;412 ??81043 ?? N/ 25001?????? ??（ 5 而 l＞ 125 取 l=175科 畢業(yè)設計說明書 19 10?＜ 45219021 ????? 則活塞桿穩(wěn)定性按式： 221 ???????????進行校核。 代入數(shù)據： 610974 ?? N 66 102 4 314 10974 ???? . 而 1? （ 5 式中， 78.5 8× 106× 10 104 N 顯然， 以，活塞桿穩(wěn)定性滿足。 算液壓缸實際所需流量 根據最終確定的液壓缸的結構尺寸及其運動速度或轉速，計算出液壓缸實際所需流量，見表 5 表 5液壓缸實際所 需流量 工況 活塞下行 (工進 ) 活塞上行 (快退 ) 運動速度 10m/s ? = = 13 本科畢業(yè)設計說明書 20 結構參數(shù) 101 = 2 = 流量 10m3/s 算公式 Q = A? 液壓閥的選擇 壓閥的作用 液壓閥是用來控制液壓系統(tǒng)中油液的流動方向或 調節(jié)其壓力和流量的，因此它可以分為方向閥、壓力閥和流量閥三大類。一個形狀相同的閥，可以因為作用機制的不同，而具有不同的功能。壓力閥和流量閥利用通流截面的節(jié)流作用控制著系統(tǒng)的壓力和流量，而方向閥則利用通流通道的更換控制著油液的流動方向。這就是說，盡管液壓閥存在著各種各樣不同的類型，它們之間還是保持著一些基本共同之點。例如： 1）在結構上，所有的閥都由閥體、閥心（座閥或滑閥）和驅使閥心動作的元、部件（如彈簧、電磁鐵）組成。 2）在工作原理上，所有閥的開口大小，閥進、出口間的壓差以及流過閥的流量之間的關系都符合孔 口流量公式，僅是各種閥控制的參數(shù)各不相同而已。 壓閥的基本要求 液壓系統(tǒng)中所用的液壓閥，應滿足如下要求： 1）動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動小。 2）油液流過時壓力損失小。 3）密封性能好。 4）結構緊湊，安裝、調整、使用、維護方便，通用性大。 壓閥的選擇 1）閥的規(guī)格，根據系統(tǒng)的工作壓力和實際通過該閥的最大流量，選擇有定型產品的閥件。溢流閥按液壓泵的最大流量選取；選擇節(jié)流閥和調速閥時，要考本科 畢業(yè)設計說明書 21 慮最小穩(wěn)定流量應滿足執(zhí)行機構最低穩(wěn)定速度的要求。 控制閥的流量一般要選得比實際通過的 流量大一些，必要時也允許有 20%以內的短時間過流量。 2）閥的型式，按安裝和操作方式選擇。 本系統(tǒng)工作壓力在 4右，所以液壓閥均選用中壓閥。所選閥的規(guī)格型號見表 5 表 525柱液壓機液壓閥名細表 名稱 選用規(guī)格 單向調速閥 磁溢流閥 磁換向閥 34向順序閥 液壓泵站 壓泵站概述及液壓泵站油箱容量系列標準 1 液壓泵站的概述 目前我國生產液壓泵站的廠家很多， 液壓泵站的種類也繁多，但多數(shù)廠家根據用戶的具體要求設計和制造，尚未完全系列化、標準化?，F(xiàn)在只有液壓泵站的油箱公稱容量系列有國家標準。 2 液壓泵站油箱公稱容量系列（ 876— 81） 表 5箱容量 876L 4 0 25 40 63 100 160 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 3150 4000 5000 6300 本科畢業(yè)設計說明書 22 系列液壓泵站的簡述 1 列液壓泵站 箱容 量有 25~6300L 等 18種規(guī)格。選用各種不同的泵，得到各種不同流量、壓力的規(guī)格。外形結構上有上置式（有立式及臥式）和非上置式。 列液壓泵站生產廠有：上海高行液壓件廠、長沙液壓件廠、南京液壓件三廠等。 2 液壓柜 液壓柜規(guī)格性能為油箱容量 250~350L，壓力 量有 40、 63和 100L/ 海液壓件一廠生產。 3 液壓站 箱容量 100L，壓力 量 16L/州液壓件廠生產。 4 液壓柜 量 160L，壓力 量有 12、 25L/北京椿樹機械廠生產。 5 液壓站 液壓泵站油箱容量有 100L 與 160L 兩種，壓力為 5量為20~63L/定量泵與變量泵兩種型式，成都液壓元件一廠生產。 6 液壓站 液壓站油箱容量 120~2000L，壓力為 14 量在 10~250L/圍，由沈陽重型機器廠生產 。 7 液壓泵站 400L，壓力 7 量 s，上海冶金設計院設計。 8 上重型 液壓站 上海重型機器廠液壓站油箱容量 1200L 與 22002200 量均為 320L/ 本科 畢業(yè)設計說明書 23 液壓泵 壓泵的選擇 液壓泵是一種能量轉換裝置，它把驅動電機的機械能轉換成輸?shù)较到y(tǒng)中去的油液的壓力能，供液壓系統(tǒng)使用。 液壓泵的工作壓力是指泵實際工作時的壓力。液壓泵的額定壓力是指泵在正常工作條件下按試驗標準規(guī)定的連續(xù)運轉的最高壓力，超過此值就是過載。液壓泵的額定流量是指在正常工作條件下，按試驗標準規(guī)定必須保證的流量，亦即在額定轉速 和額定壓力下由泵輸出的流量。 （ 1）液壓泵工作壓力的確定 ?????? ?? 1 （ 5 于本系統(tǒng)： 4411 ??? ?? 是泵到液壓缸間總的管路損失。由系統(tǒng)圖可見，從泵到液壓缸之間串接有一個單向調節(jié)器速閥和一個電磁換向閥，取 ??? = 壓泵工作壓力為： 5 2) 液壓泵流量的確定 ? ??? ? （ 5 由工況圖看出，系統(tǒng)最大流量發(fā)生在快退工況， 410215 ??? .Q m3/s，泄漏系數(shù) K = 求得液壓泵流量 : 410316 ??? m2/s () 選用 雙聯(lián)葉片泵。 雙聯(lián)葉片泵是在一個泵體內安 裝兩個雙作用葉片泵，用同一個傳動軸驅動。安裝大小不同的單泵，可以得到兩種大小不同的流量，以適應液壓系統(tǒng)各種不同速度的要求。雙作用葉片泵的工作原理是泵由轉子、定子、葉片、配油盤和端蓋等件所組成。定子的內表雙作用葉片泵的工作原理：面是由兩段長半徑圓弧、兩本科畢業(yè)設計說明書 24 段短半徑圓弧和四段過渡曲線八個組成，且定子和轉子是同心的。葉片在轉子的槽內可靈活滑動，在轉子轉動時的離心力以及通入葉片根部壓力油的作用下，葉片頂部貼緊在定子內表面上，于是兩相鄰葉片、配油盤、定子和轉子間便形成了一個個密封的工作腔。在轉子順時針方向旋轉的情況下，密 封工作腔的容積在左上角和右下角處逐漸增大，為吸油區(qū)；在左下角和右上角處逐漸減小，為壓油區(qū)；吸油區(qū)和壓油區(qū)之間有一段封油區(qū)把它們隔開。這種泵的轉子每轉一轉，每個密封工作腔完成吸油和壓油動作各兩次，所以稱為雙作用葉片泵。泵的兩個吸油區(qū)和兩個壓油區(qū)是徑向對稱的，作用在轉子上的液壓力徑向平衡，所以又稱為平衡式葉片泵。 壓泵裝置 液壓泵裝置是指將電能轉變?yōu)橐簤耗芩枰脑O備、元件及其輔助元件。具體而言，主要指電機、聯(lián)軸器、液壓泵、吸油管、排油管以及吸油管口的濾油器。正確地設計尤其是正確地安裝液壓泵裝置， 是液壓系統(tǒng)正常工作的重要保證，必須予以足夠的重視。 1 液壓泵的安裝方式 金屬切削機床的液壓站，多用定量或限壓式變量葉片泵。變量葉片泵僅能臥式安裝， 而定量葉片泵，無論是單泵還是雙聯(lián)泵，都可以有立式和臥式兩種安裝方式。齒輪泵與柱塞泵一般為臥式安裝。臥式安裝的液壓泵，其位置又可分為上置式與非上置式兩種。上置式指液壓泵裝置安裝在油箱上，立式安裝的液壓泵皆為上置式。 安裝液壓泵應注意的問題： ⑴ 為了防止振動與保證液壓泵的使用壽命，液壓泵必須牢固地緊固在箱蓋或基礎上，注意經常檢查連接 螺釘是否松動。 ⑵ 調整好液壓泵與電機的聯(lián)軸器，使二者同心，用手撥動聯(lián)軸器時不能有松緊不一致的現(xiàn)象。 ⑶ 在有條件的情況下，盡量將液壓泵（齒輪泵、定量葉片泵、螺桿泵）安裝在油 液內。 ⑷ 液壓泵吸油管路的安裝必須注意密封可靠及油管插入油液有足夠的深度，以防止空氣被吸入液壓泵。 本科 畢業(yè)設計說明書 25 ⑸ 安裝液壓泵時，應注意各類液壓泵的吸油高度，正確確定液壓泵與油液液面的距離。各類液壓 泵的吸油高度見表 5 表 5油泵類型 齒輪泵 葉片泵 柱塞泵 螺桿泵 吸油高度（ 300~400 不大于 500 不大于 500 500~1000 2 液壓泵與電機的聯(lián)接 液壓泵與電機之間的聯(lián)軸器，一般用簡單型彈性圈柱銷聯(lián)軸器或彈性圈柱銷聯(lián)軸器，其二者的共同特點是傳遞扭矩范圍較大，轉速較高，彈性好，能緩沖扭矩急劇變化引起的振動，能補償軸位移。但在使用中應定期檢查彈性圈，發(fā)現(xiàn)其損壞后及時更換。上述兩種聯(lián)軸器中，簡單型彈性圈柱銷聯(lián)軸器的結構簡單，裝卸方便，使用壽命較長，幫比彈性圈柱銷聯(lián)軸器用得多些。應用上述二 種聯(lián)軸器時，一定要注意彈性圈材料必須用耐油橡膠。 安裝聯(lián)軸器的技術要求是： ⑴ 半聯(lián)軸器 I 盡量做主動件。 ⑵ 半聯(lián)驗算其他工況時，液壓泵的驅動功率均小于此值。查產品樣本，選用 電動機。 立式輥磨機 在整個動作循環(huán)中，系統(tǒng)的壓力和流量都是變化的，所需功率變化較大，為滿足整個工作循環(huán)的需要，按較大功率段來確定電動機功率。 由前面的計算已知泵的供油壓力應為 5泵的總效率 η P = 的總驅動功率為 轂強度。 ⑶ 最大同軸度偏差不大于 海機床廠經驗數(shù)據 )，軸線傾斜角不大于 40′。 軸器與電動機軸配合時采用67其他軸端則采用低于67則應驗算輪轂強度。 ⑶ 最大同軸度偏差不大于 海機床廠經驗數(shù)據 )，軸線傾斜角不大于 40′ 。 動機功率的確定 立式輥磨機 在整個動作循環(huán)中，系統(tǒng)的壓力和流量都是變化的，所需功率變本科畢業(yè)設計說明書 26 化較大，為滿足整 個工作循環(huán)的需要，按較大功率段來確定電動機功率。 由前面的計算已知泵的供油壓力應為 5泵的總效率 η P = 的總驅動功率為 ?????? Q? （ 5 34610650 1036105 ? ?????. 算其他工況時，液壓泵的驅動功率均小于 此值。查產品樣本，選用 電動機。 液壓管件的確定 管內徑確定 由于本系統(tǒng)并未對油管內油液的流速作出規(guī)定，因此在整個系統(tǒng)中只需保證各處的流量滿足要求即可。初定泵吸油管處流速為 1m/s，則由式 ? 計算得d = 8于油管的管徑不宜選得過大，以免使液壓裝置的結構龐大；但也不能選得過小，以免使管內液體流速加大，系統(tǒng)壓力損失增加或產生振動和噪聲，影響正常工作。在強度保證的情況下，管壁可盡量選得薄些。薄壁易于彎曲，規(guī)格較多，裝接較 易，采用它可減少管系接頭數(shù)目，有助于解決系統(tǒng)泄漏問題?？紤]到與各液壓閥的連接，也為了盡量減少管路中油壓的損失，故統(tǒng)一取油管內徑為 10 接頭 管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式連接件，它必須具有裝拆方便、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各項條件。 液壓系統(tǒng)中的泄漏問題大部分都出現(xiàn)在它管系中的接頭上，為此對管材的選用，接頭形式的確定（包括接頭設計、墊圈、密封、箍套、防漏涂料的選用等），管系的設計（包括彎管設計、管道支承點和支承形式的選取等）以及管道的安 裝本科 畢業(yè)設計說明書 27 （包括正確的運輸、儲存、清洗、組裝等）都要慎審從事，以免影響整個液壓系統(tǒng)的使用質量。 油器的選擇 油器的作用及過濾精度 濾油器在液壓系統(tǒng)中，濾除外部混入或者系統(tǒng)運轉中內部產生的液壓油中的固體雜質，使液壓油